Home » Blog & Press » 2023 » 06 » 19 » Comment quelques picofarads peuvent sérieusement perturber votre capacité de synchronisation

Comment quelques picofarads peuvent sérieusement perturber votre capacité de synchronisation

Posted: 19th June 2023

La précision de fréquence du cristal de quartz en fait un matériau largement utilisé dans le domaine de l’électronique. L’Internet des objets, la 5G et Industry 4.0 ont radicalement boosté la demande en fréquences d'horloge très précises. Toutefois, quelques petites erreurs au cours du processus de conception peuvent avoir un effet dévastateur sur la précision de fréquence du cristal de quartz. Ce blog se penche sur l’influence de la capacité de charge sur la fréquence du cristal.

IQD Frequency Products - Picofarads

Le blog précédent étudiait de plus près l’importance du choix des condensateurs adaptés au cristal. Tout bien réfléchi, vous vous demandez peut-être pourquoi ces éléments sont si importants. Après tout, il ne s’agit que de quelques picofarads. Quel effet pourraient-ils bien avoir sur l’application ?

Par rapport à la précision de synchronisation requise pour votre application, ce facteur peut être très important. La capacité du circuit définit la fréquence de résonance du cristal. Par conséquent si la capacité du circuit change, la fréquence du cristal change également. Pendant le processus de production, le cristal est calibré en fonction de sa capacité de charge spécifique. Donc logiquement, si le circuit est associé à la bonne capacité de charge, le cristal oscille dans sa plage de tolérance. Quoi qu’il en soit, le moindre changement de capacité de charge induit une dérive fréquentielle. Autrement dit dans le pire des cas, le cristal oscillerait en dehors de sa plage de tolérance.

Le paramètre qui permet d’identifier à quel point la fréquence du cristal dériverait est la sensibilité d’ajustage. Elle révèle par combien de ppm la fréquence changerait, si la capacité de charge changeait de 1 pF. La valeur d'ajustage peut varier de 1 ppm/pF jusqu’à 100 ppm/pF en fonction de divers facteurs et notamment, de la taille de la lamelle, de la taille et de la forme de l’électrode, de la fréquence et de la capacité de charge. D’une part, vous pouvez adopter la règle générale selon laquelle la sensibilité d’ajustage augmente en fonction de la taille du boîtier. Autrement dit, l'ajustage d’un cristal de 1,6 x 1,2 mm sera plus faible que l’ajustage d'un cristal de 7,0 x 5,0 mm. Et de l’autre n’oubliez pas que plus la capacité de charge est faible, plus l’ajustage est élevé. Par conséquent si vous disposez d’un cristal dont la capacité de charge est de 10 pF et d'un autre cristal dont la capacité de charge est de 20 pF, l’ajustage du cristal de 10 pF sera plus élevé. L’illustration ci-dessous (figure 1) illustre la manière dont l’ajustage varie en fonction de la capacité de charge.

Comment quelques picofarads peuvent sérieusement perturber votre capacité de synchronisation 

Figure 1: sensibilité d'ajustage d’un cristal de quartz, en fonction de la capacité de charge.

Par conséquent si la capacité de charge du circuit diffère de la charge spécifiée du cristal, la fréquence dérive. D'autre part, en fonction de la capacité de charge spécifiée et de la différence entre la charge du circuit et la charge spécifiée, le changement de fréquence peut être spectaculaire. Dans le pire des cas, la fréquence dépasse les spécifications et risque de ne pas convenir à votre application. D’où l’importance évidente de bien réfléchir à la capacité de charge en phase de conception.

Pour bénéficier de notre assistance pendant votre phase de conception ou si vous aimeriez connaître la sensibilité d’ajustage d’un cristal en particulier, n’hésitez pas à contacter notre équipe du support d'applications. info@IQDFrequencyProducts.com